考慮線路長度、輔助功率、速度等級的市郊鐵路列車節能運行方案研究

卓叢林，杜玉亮，2，唐 蕾，2，許文中，2

0 引言

隨著我國經濟的飛速發展，城市經濟圈不斷擴大，逐步形成了以大型城市為核心的一小時經濟圈，跨區、跨市通勤上班逐步成為一種自然的生活狀態，城市軌道交通也從市內運行，慢慢向郊區、附屬市區發展，車輛由地下運行改為地上運行，整體線路站間距增加，速度等級逐步提高，輔助設備也更加先進。快速、舒適的交通同時附帶的是能耗增加，有數據顯示，列車牽引能耗占鐵路系統總能耗的70%～90%[1]，這顯然不符合現代化交通運輸低碳節能運行的方針，也在無形中增加了運營方的運營成本，因此，降低列車運營能耗勢在必行。

從宏觀能量守恒考慮，列車能耗與車重、線路條件有關，其中列車速度是動能的關鍵，而線路的長短是列車做功的關鍵。隨著技術發展，列車運行速度等級的提高，牽引能耗也隨之增大[2]，針對列車節能運行的分析與優化多集中在優化算法。例如，針對目前動車組節能操縱模式中節能駕駛策略靈活性不完善的問題，研究工況轉換位置與工況同時可變的節能操縱模式[3]，通過聚類和最小二乘法建立基于多模型的線性預測模型，設計出列車的節能目標曲線[4]，以及通過牽引計算建立滿足時間和限速約束條件的列車操縱模型，從而提高能耗計算的精準度的多質點列車模型，就是在列車運行過程受力分析基礎上，以遺傳算法為基礎提出雙優化控制方法[5]。這些都是利用不同角……